JPS6348589A - 発光デイスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔座業上の利用分野〕 この発明は、素子周囲光の明暗；こかかわらず明瞭なコ
ントラストを得ることのできる発光ディスプレイに関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来の薄膜ＥＬ素子は、例えば透明基板上に透明電極、
絶縁体層、金属定額の、頃に多層膜を積層し、前記透明
電極と金属定直の間に交流電圧を印加して発光させてい
る。

透明電極には通常ガラス版を用い、透明電極としてはＩ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ　）薄膜、絶
縁体層には酸化イツトリウム、酸化サマリウム、酸化ア
ルミニウム、酸化メンタル、チタン酸バリウムなどの薄
膜が用いられている。

こちらの材料は光の吸収率が比較的小さくかつ薄膜゛が
１μｍ程度と薄いため、ＥＬ全発光透明電極として用い
たガラス基板越しに大部分が外部に取り出さｎる。しか
し、ＥＬＬ光層の例えばＺｎＳ：Ｍｎ薄膜の透光率も高
いため、素子裏面１こある光が素子を通過してきて目に
入る。また背面電極は通常アルミニウムなどの金属薄膜
を用いているので光反射率が高く、ＥＬ全発光せない部
分でも素子周囲光がそこで反射して目に入る。したがっ
て、ＥＬ発九九部非発光部の明るさの比、すなわちコン
トラストが下るという問題があった。

そこでこのよりなＥＬＬ光素子におけるコントラストを
上げるため、従来以下列記するようないくつかの工夫が
なさｎてきた。

ａ）素子の背面に光吸収部材を設ける方法これにより素
子背面の光が素子を・透過して前面に出てくることを防
ぎ、また素子の前面から背面に透過した光が反射さｎて
再び素子の前面に出て行くことを防いでいる ｂ）ＥＬＬ光層と背面１！極の間の第２の絶縁ｔｄを光
吸収性物質で作製しあるいは前記第２の絶縁層と背面電
極の間に反射防止層を設ける方法これにより素子前面か
ら入射した光が非発光画素の背面金属！極で反射さｎ、
て再び素子前面に出てくることを防いでいる。

Ｃ）素子前面に半透光性のフィルタを設ける方法このよ
うにして、素子に反射さ几てから出て行く周囲光のＥＬ
全発光対する割合を下げている。

しかし、コントラスト向上のためｌこ用いらｎる半透光
性フィルターの光透過率は、素子周囲光の明るさに関係
なく一定の値である。このような場合、素子の周囲が比
較的暗いところでは充分なコントラストがとれるが、周
囲が明るくなってくるとコントラストが不充分になる。

したがって、半透光性フィルターの光透過率は素子周囲
光が暗いときには高くて充分だが、素子周囲光が明るい
状態になれば低くなるように変化することが望ましい。

このことは薄膜ＥＬパネルに限らず、それ以外のディス
プレイ例えばＣＲＴ。

ＦＤＰ等の自発光型のディスプレイの全てにおいて指摘
できることである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように素子前面に配置する半透光性フィ、　ルタ
ーの光透過率が一定値であるため素子周囲光の明るさに
よってコントラスト比が変化する。

すなわち、比較的周囲光が暗いところでコントラスト比
を高くするためにはフィルターの光透過率は低くしてお
いた方がよいが、そのま才で周囲光が＾くなるとコント
ラスト比が低下し、非常に発光表示が見づらくなる問題
がある。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、周囲光の明るさが変化してもコントラスト比を一定
に保つことができコントラストが明瞭で発光表示の見易
い発光ディスプレイを提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段および作用〕この発明は
、発光素子の前面に設けるコントラスト向上用の半透光
性フィルターを７オトクロミツクガラス、エレクトロク
ロミックガラス等の光透過率を任意に変えることのでき
る素子で構成することを特徴としている。これにより、
周囲光が暗い時にはその光透過率を上げておき、周囲光
が明るくなったら光透過率を下げてやると周囲光の状態
が変化してもコントラスト比を一定に保つことができ、
特に周囲光が極端に明るい場合にも従来のものより高い
コントラストが得らｎ１発光表示を見易くすることがで
きる。

半透光性フィルターを設けると、素子周囲光は、素子に
入射する際に１回、さらに素子で反射さｎた後に再び１
回フィルターを通過して観測される。

一方、素子発光はフィルターを１回のみ通過して観測さ
ｎるので周囲光の方が大きな割合で吸収され、コントラ
ストが向上する。

このフィルターの光透過率は、周囲光が比較的暗い時は
高くてよい。この際、フィルターの光透過軍が低いと素
子発光をロスしてしまうので比較的高くしておいた方が
有効である。しかし、周囲が明るくなると発光表示のコ
ントラストが下がり非常に見づらくなるので、素子発光
をロスしてもコントラストラ上げる必要がでてくる。し
たがって、周囲が明らくなった時のみ光透過率を下げる
ことのできるフィルターを用いると周囲の明るさによら
ず常に常に高いコントラストの発光表示を得ることがで
きる。

こｎをさらに具体的数値によって説明する。コントラス
トＣは発光部輝度をＢｅ１非発光部輝度をＨｄとすると
、次式によって表わすことができる０ （１１式（こおいてＴはフィルターの光透過率である。

いま素子が比較的暗いところｔＣ置かｎた場合、発光部
輝度Ｂｅが１００カンデラ／ｍ１．非発光部輝度Ｂｄが
３０力ンデラ／ｍ２．フィルターの光透過率Ｔが０．８
であるとすると、その時のコントラス）、Ｃ（暗所、Ｔ
＝０．８）＝５．２である。

フィルターの透過率Ｔが０．８のままで比較酌量るいと
ころに素子が置かｎ１発光部輝度Ｂｅが１００カンデラ
／ｍ２．非発光部輝度Ｂｄが３０力ンデラ／ｍ！である
とすると、コントラストＣ（明所、’ｌ’＝Ｑ、８）＝
３．５となり、コントラストが低下することが分る。

そこで、この状態でフィルターの透過率Ｔを０！５に下
げてやると、Ｃ（明所、Ｔ＝０．５）＝５．　ｏと、再
びコントラストを最初の状態に近く増加させることがで
きる。

さらに、第３の実施例として後述するようｔこ、光透過
率に分光特性のあるフィルタを用い、表示発光の強い波
長とフィルターの光透過率の高い波長が一致するような
組合せでディスプレイを構成すると、さら１こ高いコン
トラストを実現できる。

すなわち、素子の周囲光の波長は通常可視部全体１こ広
がった白色であり、こｎに対し表示発光は波長範囲が比
較的狭い。そこで表示発光の強い波長と、フィルターの
光透過率の高い波長を同じ（こしておくと、素子周囲光
がフィルターを通過する率と、表示発光がフィルターを
通過する率が異なってくる。すなわち素子周囲光の透過
率は低く。

表示発光の透過率は高くなり、コントラストを一層向上
させることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図において、１は発光素子でありこの発光素子１は
ガラス基板２上にＩＴＯ透明電極３　、Ｙ、０゜層４　
、Ｚｎ　Ｓ　：Ｎ１ｎ　Ｊｆｉ　５、Ｙ、０．層６、ア
ルミニウム室状をなし、かつ互いに直交して配役さｎｌ
いわゆるマトリックス電極を構成している。

発光素子１の背面側（光を取り出さない側）に黒色プラ
スチック板８を設け、さらに前面側（光を取り出す側）
に光透過率を変化させることのできるフィルタとしてフ
ォトクロミックガラス板９を配置している。

黒色プラスチック版８は、発光素子１背面の光を遮り、
この素子１を透過して目に入ることを防ぐとともにさら
に発光素子１の前面からこの素子１を透過して背面に出
た光を吸収し、他の部品等に反射して再び発光素子ｌの
前面１こ出て目に入ることを防いでいる。

前記マ）　ＩＪフックス極中のＩＴＯ透明電極３および
アルミニウム電極７は、適当な組合せでこちらの電極間
に２００ｖ程度の交流電圧を印加すると、アドレスさｎ
たマトリックス部分のＺｎＳ：Ｍｎ層が発光する。

この際、発光していないマトリックスでは素子周囲光が
主Ｉこ背面のアルミニウム電極７に反射されて再び目に
入るため白く光って見える。このため、発光部との明る
さの差が小さり、シたがってコントラストが低くなる。

そこで、この発光ディスプレイにおいては、ガラス基板
２の前面１こフォトクロミックガラス９を設けている。

このフォトクロミックへガラス９は、ケイ酸塩ガラス中
にハロゲン化銀を分散させたもので、周囲光が暗いと光
透過率が高く、周囲光が明るくなると光透過率が低くな
る性質をもっている。

したがって、周囲光が暗い時にはＥＬ全発光効率よくパ
ネル外に取出すことができ、かつ非発光部は充分に暗い
ので、高コントラストが得られる。

また周囲光が明るくなると、それ（こ応じてフォトクロ
ミックガラス９の光透過率が下がり、ＥＬ全発光対して
非発光部から反射さｎてくる素子周囲光の割合が下がる
のでコントラストが向上する。

このようにして、周囲の明るさ１こ影響されず、常に高
コントラストの表示品質を保つことができ長時間使用し
ても眼が疲れず見易いパネルを実現することができる。

な２、この発明ｆこおいて、フォトクロミックガラス９
とガラス基板２との間１こは、図示のように間隔を設け
てもあるいはこれを設けなくとも実施することができる
。

次にこの発明の第２の実施例について説明する。

この実施例は第１の実施例のフォトクロミック、ガラス
９に代えて第２図（こ示すエレクトロクロミック素子１
０を用いたもので、基本的構成すなわち他の部分は第１
の実施例（第１図）の場合と同じである。

エレクトロクロミック素子１０は第２図に示すように、
その上にＩＴＯ透明電極膜１１ａおよび酸化タングステ
ン膜１２を＠、１憾した一方のガラス基板１３ａとＩＴ
Ｏ透明電極１１ｂを付けた他方のガラス基板１３ｂとを
スペーサー１４ａ、１４ｂを介して対向させて配設し、
こちらの間にできる空間に硫酸１５を充１！Ａさせた構
成のものである。

この素子１０の酸化タング入テン１摸１２が設けらｎて
いる側のＩＴＯ透明電１ｔｆｓｌｌａに負、もう−万の
ＩＴＯ透明電極１１ｂに正の直流電圧を印加すると、硫
酸１５中の水素イオン（Ｈ）が酸化タンク人テン膜１２
中１こ注入さｎこの膜１２が着色する。また着色の際と
は逆に酸化タングステン膜１２側のＩＴＯ透明電極１１
ａが正の直流電圧を印加すると、酸化タングステン膜１
２中の水素イオンが硫酸１５中に放出さｎ膜１２の着色
が消え、本来の透明１こもどる。素子１０の着色量は素
子を流れる電荷量によって変化する。

したがってこのエレクトロクロミック素子はフォトクロ
ミックガラスと同様に任意の光透過率をもつことができ
る。

ぞこでエレクトロクロミック素子１０を着色させるため
の直流電圧をシリコンフォトセルを用いて周囲光に応じ
て制御し、周囲光が暗い場合はエレクトロクロミック素
子の着色を抑えておき、周囲光が明るい場合は着色を強
くすることにより第１の実施例と同様周囲の明るさ１こ
よらずＥＬ発光表示が常に高いコントラストの表示品質
を保ち、長時間便用しても眼が疲れることなく見易いパ
ネルを実現することができる。

な２、エレクトロクロミック素子１０ｊ、着色させるた
めの直流電圧の制御は人為的に行なうようにしてもよい
。またエレクトロクロミック素子ｌＯのガラス基板２と
の間には間隔があってもなくてもよく、さらにＥＬ発光
素子１のガラス基板２とエレクトロクロミック素子１０
のガラス基板１３ａ。

１３ｂの一方を共用することもでき、このようにすれば
その分構成の簡略化を計ることができる。

次１ここの発明の第３の実施例を説明すれば、この実施
例は第２の実施例と同様に発光素子として薄膜ＥＬ索子
を用い、フィルターとしてエレクトロクロミック素子を
用いて構成する。

薄膜ＥＬ索子の発光層は硫化ストロンチウム（Ｓｒ８）
を母体とし、それにセリウム（Ｃｅ）と塩素（Ｃ／）を
付加したＳｒＳ　：　Ｃｅ１ｌを用いている。この発光
層の発光色は青色である。またフィルターとして用いた
エレクトロクロミック素子は第２の実施例と同じ酸化タ
ングステンと硫酸の組み合せであり、この素子は長波長
（光測）に光吸収のピークがあり、短波長（背側）（こ
行くにしたがって透過率が上昇する。このため上述した
よう１こ素子周囲・光は比較的多くフィルターに吸収さ
几るが青色のＥＬ全発光余り吸収さ几ない。

したがってこｎｌこより高いコントラストが得られ、第
１および第２の実施し１］同様周囲の明るさによらず高
コントラスト４　ｔｉつことができ長時間使用しても眼
が疲ｎず、見易いパネルを実現することができる。

なお、この発明は上記実施例のみに限定さｎるものでは
なく要旨を変更しない範囲１こおいて種々変形して実施
することができる。

上記実施例はいずｎも薄膜ＥＬ素子に光透過率可変型の
フィルターを組合せているがこの発明は薄膜ＥＬ素子１
こ限らずＣＲＴ、ＦＤＰ等の他の自発光型ディスプレイ
の場合に広く適用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたよう１ここの発明によれば、周囲光の明るさ
が変化してもコントラスト比を一定に保つことができコ
ントラストが明瞭で発光表示の見易に発光ディスプレイ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図、第２
図はこの発明においてフィルターとして用いるエレクト
ロクロミック素子の断面図である。 １・・・発光素子　　　　２・・・ガラス基板３・・・
ＩＴＯ透明電極　　４・・・ＹｔＯｓ層５−　ＺｎＳ　
：　Ｍ１層　　　６　・Ｙ、Ｏ，層７・・・アルミニウ
ム電極 ８・・・黒色プラスチック板 ９・・・フォトクロミックガラス板 １０・・・エレクトロクロミック素子 １１ａ、１ｌｂ−・・ＩＴＯ透明電極 １２・・・酸化タングステン膜 １３ａ、１３ｂ・・・ガラス基板　　１４ａ、　１４ｂ
・・・スペーサー１５・・・硫酸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）自発光素子を用いた発光ディスプレイにおいて、
   前面側に光透過率を変化させることのできるフィルター
   を設けたことを特徴とする発光ディスプレイ。
2. （２）自発光素子として、透明基板上に透明電極、誘電
   体層、ＥＬ発光層、金属電極等の薄膜を積層し、前記透
   明電極と金属電極の間に交流電圧を印加することにより
   ＥＬ発光層を発光させる薄膜ＥＬ素子を用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の発光ディスプレイ
   。
3. （３）光透過率を変化させることのできるフィルタとし
   てフォトクロミック素子を用いたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の発光ディスプレイ
   。
4. （４）光透過率を変化させることのできるフィルタとし
   てエレクトロクロミック素子を用いたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の発光ディスプ
   レイ。
5. （５）光透過率を変化させることのできるフィルタはそ
   の光透過率が光の波長によって変化するものを用い、そ
   の光透過率が比較的高い波長と、自発光素子の発光波長
   を一致させるような自発光素子およびフィルタを組合せ
   て構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の発光ディスプレイ。